EP3275685B2 - Sicherheitspapier und wertdokument - Google Patents
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- B42D25/378—Special inks
Definitions
- the invention relates to a security paper for the production of documents of value, such as banknotes, passports, identification documents or the like, and a document of value comprising the security paper.
- Security elements for protection are often provided with security elements for protection, which allow the authenticity of the document of value to be checked and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
- the security elements can be present, for example, in the form of a security thread that is fully or partially embedded in a bank note, or in the form of a security strip or patch applied to the bank note.
- security elements in particular security threads, with optically variable security features have become established on the banknote market.
- Optically variable security features give the viewer a different image impression from different viewing angles.
- the security features can be present in the form of optically diffractive micro- or nanostructures, such as in the case of conventional embossed holograms or other hologram-like diffraction structures (see, for example, the publications EP 0 330 733 A1 or EP 0 064 067 A1 ).
- lens systems it is also known to use lens systems as security features.
- a security thread made of a transparent material, on the surface of which a grid of several parallel cylindrical lenses is embossed.
- the thickness of the security thread is chosen so that it roughly corresponds to the focal length of the cylindrical lenses.
- a printed image is applied in register to the opposite surface, the printed image being designed taking into account the optical properties of the cylindrical lenses.
- moiré magnification arrangements have also been used as security features for some time.
- Such a moiré magnification arrangement is in the reference WO 2006/087138 A1 or in the DE 10 2005 028162 A1 disclosed. That in the WO 2006/087138 A1 disclosed anti-counterfeiting means has at least a first and a second security feature.
- the first authenticity feature comprises a first arrangement with a multiplicity of focusing elements which are present in a first grid, and a second arrangement with a multiplicity of microscopic structures which are present in a second grid.
- the first and second arrays are arranged relative to each other such that the microscopic structures of the second array can be seen in magnification when viewed through the focusing elements of the first array.
- moiré magnification thereafter refers to a phenomenon that occurs when a grid of identical image objects is viewed through a lenticular array of approximately the same pitch. As with any pair of similar screens, a moire pattern results, in which case each of the moire fringes appears as an enlarged and rotated image of the repeated elements of the image screen.
- optically variable security features based on periodic or aperiodic sawtooth gratings (see, for example, WO 2011/066991 A2 ).
- Securities can be provided with a dirt-repellent protective layer to extend their service life and fitness for circulation.
- a dirt-repellent protective layer to extend their service life and fitness for circulation.
- a protective layer containing mostly cellulose ester or cellulose ether and to a lesser extent micronized wax and which is applied over the entire surface of the banknotes.
- the micronized wax is thereby dispersed by dispersing or mixing with oil, a binder or a mixture thereof.
- the sheets freshly printed with the protective layer can be stacked without difficulty, without ink rubbing off from one sheet onto the sheet below.
- Another dirt-repellent layer which is based on a UV coating, for example, is from the WO 2004/072378 A1 known.
- the document DE 10 2004 053007 A1 discloses a security paper according to the preamble of claim 1.
- the object of the invention is to avoid the disadvantages of the prior art and in particular to specify a security paper and an optically variable security element, with a chemically stable fluorescent feature being present in the area of the optically variable security feature.
- the structure developing the optically variable effect is a multi-layer thin-layer element, the color impression of which changes for the observer with the viewing angle.
- a thin-film element has, for example, a semi-transparent absorber layer, a dielectric spacer layer and a reflection layer.
- a large number of different color-shift effects can be designed by a suitable choice of material and thickness, in particular of the dielectric spacer layer.
- SiO2 or Al2O3, for example, are suitable as a dielectric spacer layer.
- the reflection layer of the thin-film element is preferably formed by an opaque or a semi-transparent metal layer, preferably by an opaque or a semi-transparent aluminum layer. In principle, however, other metals such as silver, nickel, copper, iron, chromium, gold or other highly reflective materials can also be considered.
- the semi-transparent absorber layer can be formed by a chromium layer, for example.
- fluorescent nanopigments are used as fluorescent substances, the particle size of which is less than 1 ⁇ m, preferably less than 0.5 ⁇ m. Due to the small particle size, optical scattering effects are avoided.
- fluorescent dyes are preferably used, which are dissolved in a suitable solvent and then applied to an inorganic carrier, the inorganic carrier being based on particles in the nanometer range (hereinafter also referred to as inorganic, nanoscale carrier).
- the inorganic, nanoscale carrier can in particular be calcium carbonate, a silicate, an aluminum silicate or aluminum hydroxide.
- fluorescent dyes are used as fluorescent substances, which are dissolved as completely as possible in the solvent of a printing ink.
- thermally sublimable fluorescent dyes eg Tinopal OB CO
- a paint e.g. Tinopal OB CO
- This color is applied, eg printed, to a transparent receiver layer.
- the sublimable fluorescent dye dispersed or dissolved in the printing ink is then caused to diffuse into the receiver layer and penetrate into the polymer of the receiver layer and be stored there by means of a brief, high temperature.
- a non-scattering, fluorescent printing feature can be provided above the optically variable security element.
- the fluorescent print layer In order to obtain the required chemical resistance, it is advisable to provide the fluorescent print layer with a suitable coating.
- the coating In the case of an optically variable security element based on a film substrate, the coating should be present at least on the upper side of the security element. In the case of a paper substrate, the coating should preferably be both above and below the fluorescent print layer. In order to sufficiently protect the fluorescent print layer from lateral attack by chemicals, it is advantageous to design the protective coating in such a way that the coating overlaps the fluorescent print layer.
- the fluorescer is a solvent-soluble luminescent, e.g., fluorescent or phosphorescent, dye.
- the fluorescent substance is a dye that can be excited in the UV range and emits in the visible spectral range.
- the fluorescent substance is a dye that can be excited in the visible spectral range and emits in the visible spectral range.
- the fluorescent substance is a dye which emits in the IR range.
- the fluorescent substance is preferably an organic substance or an organometallic complex.
- UV-excitable fluorescent dyes are organic fluorescent dyes or fluorescent metal complexes.
- Possible classes of dyes are, for example, cyanines, rhodamines, oxazines, phenoxazines, thiazines, phenothiazines, perylenes, terylenes, coumarins, benzoxazinones or benzothiazines and rare earth metal complexes, for example beta-diketonate complexes or dipicolinate complexes and their derivatives, preferably neutrally charged rare earth metal complexes.
- Other classes of organic dyes can also be used.
- Such fluorescent dyes are commercially available from Honeywell, for example, under the brand name Lumilux, for example Lumilux Red CD 335, Lumilux Yellow CD 397 or Lumilux Blue CD 312.
- suitable substances that can be excited in the visible spectral range and emit in the visible spectral range are, for example, organic fluorescent dyes or fluorescent metal complexes.
- fluorescent dyes from the classes of cyanines, rhodamines, oxazines, phenoxazines, thiazines, phenothiazines, perylenes, terylenes, coumarins, benzoxazinones or benzothiazines and rare earth metal complexes such as beta-diketonate complexes or dipicolinate complexes, preferably neutrally charged rare earth metal complexes.
- Perylene dyes are preferably used because of their high light stability. Perylene dyes are commercially available from companies such as BASF, e.g. under the brand name Lumogen, e.g. Lumogen F Orange 240.
- suitable infrared-emitting fluorescent substances are, for example, organic fluorescent dyes or fluorescent metal complexes, for example IR-1048, Cy7 or Nd(TTA)3 (neodymium tristhenoyl trifluoroacetonate).
- Banknote papers are typically made from fibers from annual plants, in particular cotton fibers or cellulose fibres, but papers which consist at least partly of plastic fibres, preferably of polyamide fibers or polyester fibres, can also be used.
- a cotton paper is particularly preferably used as the security paper substrate.
- the basis weight of the substrate varies depending on the application. Customary basis weights are in the range from 50 g/m 2 to 100 g/m 2 , preferably in the range from 60 g/m 2 to 90 g/m 2 , particularly preferably around 70 g/m 2 ⁇ 2>.
- the individual paper layers can consist of the same or different types of paper.
- one layer of paper can be pure cotton paper, while another layer of paper has plastic fibers.
- multi-layer paper/foil composites can also be used as the security paper substrate, such as a paper/foil/paper composite or a foil/paper/foil composite.
- the production preferably takes place by means of a cylinder mold machine.
- the security paper in the present case a security paper for the production of banknotes, contains a paper substrate 1, a heat-sealing lacquer layer 2, a barrier lacquer layer 3, an embossing lacquer layer 4, e.g. a UV lacquer with an embossed surface relief, a metallization 5 (which can alternatively also be a metallic printing layer can be formed), a first, lower protective coating 6, a fluorescent printing layer 7 and a second, upper protective coating 8.
- the second, upper protective coating 8 can additionally contain hydrophobic additives or oligomers in the formulation in order to avoid or reduce the wetting of test reagents or test chemicals.
- layers 6 and 8 can each consist of two or more individual layers. In this way, faults that can be traced back to defects (e.g. bubbles in the paint) within a single layer can be avoided.
- the security element is applied to the paper substrate 1 by means of the adhesive layer 2 .
- the second, upper protective coating 8 it is alternatively possible for the second, upper protective coating 8 to be printed onto the fluorescent printed layer 7 as a separate layer after the application of the security element (with the layers 2 to 7).
- the second, upper protective coating 8 can additionally contain a UV absorber which absorbs in part of the UV range, e.g. in the short-wave UV range.
- the first, lower protective coating 6 can alternatively be applied below the metallization 5 or below the embossing lacquer layer 4 in order to also protect these layers from the influence of test chemicals.
- FIG. 2 shows a schematic representation of the security paper 1 in top view.
- the 2 makes it clear that the second, upper protective coating 8 advantageously completely envelops the fluorescent printed layer 7, so that a lateral attack, for example in the area of a cut edge, by the test chemical is also prevented.
- the reference number 9 designates a metallization. Areas 11 made of a fluorescent printed layer are present above the metallization 9 .
- the reference number 10 designates a protective coating placed over the metallization 9 and over the regions 11 of fluorescent printing layer.
- the dashed lines 12 indicate cutting lines for cutting the individual security strips or security threads 13, 14 and 15.
- the protective coating 10 also protects the sensitive, fluorescent print 11 in the area of the cutting edges 12 produced by cutting the individual security strips 13, 14 and 15 to size.
- the individual security strips 13, 14 and 15 each have a film substrate, e.g. a polyester film. For this reason it is not absolutely necessary to provide a further protective coating below the areas 11 made of a fluorescent printed layer 11 .
- FIG. 4 shows a schematic representation of a further security paper 16, in the present case a bank note with the denomination "20”, in top view.
- the reference numeral 17 designates a so-called window thread which is partially embedded in the paper substrate of the banknote 16, the areas 18 being visually recognizable to the viewer.
- the window thread 17 has a fluorescent printed layer on its surface.
- Banknote 16 was subsequently provided with a protective coating in area 19.
- the areas of the bank note 16 adjoining the area 19 can optionally be provided with a special dirt-repellent coating.
- a full-surface dirt-repellent coating can also be produced over the entire bank note 16 afterwards.
- the protective coating 19 itself can also have a dirt-repellent effect.
- figure 5 shows a schematic cross-sectional view of a security element with a film substrate 20, an embossing lacquer layer 21, a metallization 22, an optically non-scattering, fluorescent printing feature 23 and an optically scattering, fluorescent printing feature 24.
- the embossing lacquer layer 21 and the metallization 22 together form one hologram layer.
- the optically scattering, fluorescent print feature 24 is based on organic or inorganic pigments 25 with particle sizes in the micrometer range present in a binder. Optical scattering effects occur due to the large particle size, as is symbolized by the arrows 28 . As a result of the optically scattering fluorescent ink printed on the hologram layer (21, 22), matting effects occur in the area of the printing feature 24 and the hologram thus has a loss of brightness.
- the optically non-scattering, fluorescent printing feature 23 is based, for example, on fluorescent nanopigments 26 present in a binder. Due to the small particle size, no visually visible, optical scattering effects whatsoever result. In the area of the print feature 23, the hologram layer (21, 22) therefore shows no matting effect and no loss of brightness.
- Figures 7 and 8 show an example for the production of a security paper according to the invention, namely the functioning of thermally sublimable luminescent substances in the cross section of a layer sequence.
- the Indian figure 7 The layer structure shown contains a paper substrate 29, a lower protective coating 30, which can also act as a barrier layer for the sublimable fluorescent dye, a receiver layer 31 for receiving the sublimable fluorescent dye after heat mobilization, a fluorescent print layer 32, which contains a dissolved or dispersed sublimable fluorescent dye, and an upper protective coating 33 which can also act as a barrier layer for the sublimable fluorescent dye.
- the sublimable fluorescent dye contained in the fluorescent printing layer 32 is shown with black dots.
- figure 8 shows the layer structure after thermal activation.
- the receiver layer is provided with the gaseous materials absorb and bind fluorescent substances after the temperature increase. This is possible, for example, with polymer fibers in the coating, eg nylon.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Sicherheitspapier zur Herstellung von Wertdokumenten, wie Banknoten, Pässe, Ausweisdokumente oder dergleichen, sowie ein das Sicherheitspapier umfassendes Wertdokument.
- Wertdokumente, wie beispielsweise Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe oder sonstige Ausweisdokumente, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Wertdokuments gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Die Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote ganz oder teilweise eingebetteten Sicherheitsfadens oder in Form eines auf die Banknote aufgebrachten Sicherheitsstreifens oder eines Patch vorliegen.
- In den letzten Jahren haben sich Sicherheitselemente, insbesondere Sicherheitsfäden, mit optisch variablen Sicherheitsmerkmalen auf dem Banknotenmarkt etabliert. Optisch variable Sicherheitsmerkmale vermitteln dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck. Die Sicherheitsmerkmale können dabei in Form von beugungsoptisch wirksamen Mikro- oder Nanostrukturen vorliegen, wie etwa im Falle von konventionellen Prägehologrammen oder anderen hologrammähnlichen Beugungsstrukturen (siehe z.B. die Druckschriften
EP 0 330 733 A1 oderEP 0 064 067 A1 ). - Es ist auch bekannt, Linsensysteme als Sicherheitsmerkmale einzusetzen. So ist beispielsweise in der Druckschrift
EP 0 238 043 A2 bzw. in derDE 36 09 090 A1 ein Sicherheitsfaden aus einem transparenten Material beschrieben, auf dessen Oberfläche ein Raster aus mehreren parallel laufenden Zylinderlinsen eingeprägt ist. Die Dicke des Sicherheitsfadens ist dabei so gewählt, dass sie in etwa der Fokuslänge der Zylinderlinsen entspricht. Auf der gegenüberliegenden Oberfläche ist ein Druckbild registergenau aufgebracht, wobei das Druckbild unter Berücksichtigung der optischen Eigenschaften der Zylinderlinsen gestaltet ist. - Seit einiger Zeit werden auch sogenannte Moire-Vergrößerungsanordnungen als Sicherheitsmerkmale eingesetzt. Eine derartige Moire-Vergrößerungsanordnung ist in der Druckschrift
WO 2006/087138 A1 bzw. in derDE 10 2005 028162 A1 offenbart. Das in derWO 2006/087138 A1 offenbarte Fälschungssicherungsmittel weist wenigstens ein erstes und ein zweites Sicherheitsmerkmal auf. Das erste Echtheitsmerkmal umfasst dabei eine erste Anordnung mit einer Vielzahl von fokussierenden Elementen, die in einem ersten Raster vorliegen, sowie eine zweite Anordnung mit einer Vielzahl von mikroskopischen Strukturen, die in einem zweiten Raster vorliegen. Die erste und die zweite Anordnung sind zueinander derart angeordnet, dass die mikroskopischen Strukturen der zweiten Anordnung bei Betrachtung durch die fokussierenden Elemente der ersten Anordnung in Vergrößerung zu sehen sind. Ein solcher Vergrößerungseffekt wird auch als Moire-Vergrößerung bezeichnet. Kurz gesagt, bezeichnet Moiré-Vergrößerung danach ein Phänomen, das bei der Betrachtung eines Rasters aus identischen Bildobjekten durch ein Linsenraster mit annähernd demselben Rastermaß auftritt. Wie bei jedem Paar ähnlicher Raster ergibt sich dabei ein Moire-Muster, wobei in diesem Fall jeder der Moire-Streifen in Gestalt eines vergrößerten und gedrehten Bildes der wiederholten Elemente des Bildrasters erscheint. - Es ist auch bekannt, optisch variable Sicherheitsmerkmale auf Basis von periodischen oder aperiodischen Sägezahngittern einzusetzen (siehe z.B. die
WO 2011/066991 A2 ). - Zur Verlängerung der Lebensdauer und Umlauffähigkeit können Wertpapiere mit einer Schmutz-abweisenden Schutzschicht versehen werden. Beispielsweise wird in der Druckschrift
EP 0 256 170 B2 vorgeschlagen, bedruckte Geldscheine mit einer Schutzschicht zu versehen, die zum größeren Teil Celluloseester oder Celluloseether und zu einem geringeren Teil mikronisiertes Wachs enthält und die vollflächig auf die Geldscheine aufgebracht wird. Das mikronisierte Wachs wird dabei durch Dispergieren oder Mischen mit Öl, einem Bindemittel oder einer Mischung daraus dispergiert. Die mit der Schutzschicht frisch bedruckten Bögen können ohne Schwierigkeiten gestapelt werden, ohne dass Farbe von einem Bogen auf den darunter liegenden Bogen abfärbt. Eine weitere Schmutz-abweisende Schicht, die z.B. auf einem UV-Lack beruht, ist aus derWO 2004/072378 A1 bekannt. - Des Weiteren ist bekannt, Wertdokumente mit lumineszierenden Merkmalen auszustatten. Zur Prüfung der Echtheit des Wertdokuments werden z.B. Schwarzlichtröhren oder LED-UV-Lampen verwendet. Klassische fluoreszierende Farben basieren infolge der geforderten chemischen Beständigkeit auf organischen oder anorganischen Pigmenten, deren Teilchengröße im Mikrometer-Bereich liegt. Die Teilchengröße führt allerdings zu optischen Streuungs-Effekten. Werden solche fluoreszierenden Farben auf optisch variable Sicherheitselemente, z.B. Hologramme oder Mikrospiegelanordnungen, gedruckt, kommt es bedingt durch die Streuung der Pigmente zu einem Mattierungseffekt und damit zu Brillanz-Verlust im Bereich des mit der fluoreszierenden Farbe bedruckten Bereichs des optisch variablen Sicherheitselements. Auf diese Weise ist die aufgedruckte fluoreszierende Farbe für den Betrachter bereits ohne Anregung mittels UV-Licht visuell gut erkennbar und stört damit das Erscheinungsbild des optisch variablen Sicherheitsmerkmals.
- Das Dokument
DE 10 2004 053007 A1 offenbart ein Sicherheitspapier nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. - Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere ein Sicherheitspapier sowie ein optisch variables Sicherheitselement anzugeben, wobei im Bereich des optisch variablen Sicherheitsmerkmals ein chemisch beständiges fluoreszierendes Merkmal vorliegt.
- Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmalskombinationen gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- (Erster Aspekt der Erfindung) Sicherheitspapier nach Anspruch 1.
- (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitspapier nach Anspruch 3. Die den optisch variablen Effekt entfaltende Struktur ist ein mehrschichtiges Dünnschichtelement, deren Farbeindruck sich für den Betrachter mit dem Betrachtungswinkel ändert. Ein solches Dünnschichtelement weist z.B. eine semitransparente Absorberschicht, eine dielektrische Abstandsschicht und eine Reflexionsschicht auf. Durch eine geeignete Wahl von Material und Dicke insbesondere der dielektrischen Abstandsschicht können eine Vielzahl unterschiedlicher Farbkippeffekte gestaltet werden. Als dielektrische Abstandsschicht eignen sich z.B. SiO2 oder Al2O3. Die Reflexionsschicht des Dünnschichtelements ist bevorzugt durch eine opake oder eine semitransparente Metallschicht gebildet, vorzugsweise durch eine opake oder eine semitransparente Aluminiumschicht. Grundsätzlich kommen jedoch auch andere Metalle, wie etwa Silber, Nickel, Kupfer, Eisen, Chrom, Gold oder andere stark spiegelnde Materialien in Betracht. Die semitransparente Absorberschicht kann z.B. durch eine Chromschicht gebildet sein.
- (Zweiter Aspekt der Erfindung) Wertdokument nach Anspruch 12.
- Gemäß einer ersten Variante, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, werden als fluoreszierende Stoffe fluoreszierende Nanopigmente eingesetzt, deren Teilchengröße kleiner als 1µm, bevorzugt kleiner als 0,5µm, ist. Bedingt durch die geringe Teilchengröße werden optische Streuungs-Effekte vermieden. Da anorganische fluoreszierende Pigmente, auch Quantum-Dots genannt, eine eher geringe Lichtausbeute besitzen, werden bevorzugt fluoreszierende Farbstoffe eingesetzt, die in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst werden und danach auf einen anorganischen Träger aufgebracht werden, wobei der anorganische Träger auf Partikel im Nanometer-Bereich basiert (nachstehend auch als anorganischer, nanoskaliger Träger bezeichnet). Der anorganische, nanoskalige Träger kann insbesondere Calciumcarbonat, ein Silikat, ein Aluminiumsilikat oder Aluminiumhydroxid sein.
- Gemäß einer weiteren Variante, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, werden als fluoreszierende Stoffe fluoreszierende Farbstoffe eingesetzt, die im Lösungsmittel einer Druckfarbe möglichst vollständig gelöst sind.
- In einer erfindungsgemäßen Variante werden als fluoreszierende Stoffe thermisch sublimierbare fluoreszierende Farbstoffe eingesetzt, z.B. Tinopal OB CO von der Firma BASF, die in einer Farbe dispergiert oder gelöst sind. Diese Farbe wird auf eine transparente Receiver-Schicht aufgebracht, z.B. aufgedruckt. Anschließend wird mittels einer kurzzeitigen, hohen Temperatur der in der Druckfarbe dispergierte oder gelöste sublimierbare fluoreszierende Farbstoff dazu veranlasst, in die Receiver-Schicht zu diffundieren und in das Polymer der Receiver-Schicht einzudringen und sich dort einzulagern.
- Gemäß allen drei Varianten kann ein nicht-streuendes, fluoreszierendes Druckmerkmal oberhalb des optisch variablen Sicherheitselements bereitgestellt werden.
- Für das Erhalten der geforderten chemischen Beständigkeit ist es zweckmäßig, die fluoreszierende Druckschicht mit einer geeigneten Beschichtung zu versehen. Die Beschichtung sollte im Falle eines auf einem Foliensubstrat basierenden optisch variablen Sicherheitselements zumindest auf der Oberseite des Sicherheitselements vorliegen. Im Falle eines Papiersubstrats sollte die Beschichtung vorzugsweise sowohl oberhalb, als auch unterhalb der fluoreszierenden Druckschicht vorliegen. Um die fluoreszierende Druckschicht ausreichend vor einem seitlichen Angriff von Chemikalien zu schützen ist es vorteilhaft, die schützende Beschichtung so auszugestalten, dass die Beschichtung die fluoreszierende Druckschicht überlappt.
- Bevorzugte Beispiele für die chemische Beständigkeit des fluoreszierenden Stoffes verbessernde, transparente Schutzlacke sind die folgenden Lackrezepturen A und B:
- Lackrezeptur A (mittels Flexo- oder Siebdruck verdruckbar, UV-trockend):
- 64% kommerziell erhältlicher Stoff "SUO HH 8800 Polygon";
- 36% sogenannter "Photoinitiator 1" (unten näher beschrieben).
- Lackrezeptur B (mittels Flexo- oder Siebdruck verdruckbar, UV-trockend):
- 54% kommerziell erhältlicher Stoff "SUO HH 8800 Polygon";
- 10% kommerziell erhältlicher Stoff "XDT-1018 Dymax";
- 36% sogenannter "Photoinitiator 1" (unten näher beschrieben).
- Der Photoinitiator 1 basiert auf der folgenden Rezeptur:
- 10% kommerziell erhältlicher Stoff "Irgacure 819" der Firma BASF;
- 90% kommerziell erhältlicher Stoff "HDDA" der Firma Laromer.Der Photoinitiator 1 sollte vorsichtig mittels eines Dissolvers eingerührt werden.
- Ein Polybutadien-Urethan-Acrylat bildet den Hauptbestandteil der hydrophoben Lackformulierung:
- "SUO HH 8800" der Firma Polygon;
- "Bomar BR 641D" der Firma Dymax.
- Es ist zweckmäßig, Andrucke mit nachfolgender Schichtenfolge 1-3 anzufertigen:
- 1. Eine Schicht oberhalb des Papier-Substrats (auf Basis von Baumwollkämmlingen), basierend auf der obigen "Lackrezeptur A" (oder "Lackrezeptur B") mit einer Schichtdicke in einem Bereich von 4 bis 10 Mikrometer.
- 2. Druck, basierend auf der Fluoreszenzfarbe "Rotoflex 012" mit 5% gelöstem "CD335" der Firma Honeywell. Die Schichtdicke (nass) beträgt etwa 5 bis 10 Mikrometer.
- 3. Eine Schicht, basierend auf der obigen "Lackrezeptur A" (oder "Lackrezeptur B") mit einer Schichtdicke in einem Bereich von 4 bis 10 Mikrometer.
- Der obige Schichtaufbau wurde experimentell nach einer Trocknungszeit von fünf Tagen bei Raumtemperatur im direkten Vergleich mit einer Probe, die keinen schützenden Lack aufwies, im Hinblick auf die Beständigkeit gegenüber Ethylalkohol, Aceton, Salzsäure und Natronlauge überprüft und als ausgesprochen vorteilhaft bewertet.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem fluoreszierenden Stoff um einen in einem Lösungsmittel löslichen lumineszierenden, z.B. fluoreszierenden oder phosphoreszierenden, Farbstoff.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem fluoreszierenden Stoff um einen im UV-Bereich anregbaren Farbstoff, der im sichtbaren Spektralbereich emittiert.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem fluoreszierenden Stoff um einen im sichtbaren Spektralbereich anregbaren Farbstoff, der im sichtbaren Spektralbereich emittiert.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem fluoreszierenden Stoff um einen im IR-Bereich emittierenden Farbstoff.
- Der fluoreszierende Stoff ist bevorzugt ein organischer Stoff oder ein metallorganischer Komplex.
- Beispiele für geeignete, UV-anregbare fluoreszierende Farbstoffe sind organische fluoreszierende Farbstoffe oder fluoreszierende Metallkomplexe. Mögliche Farbstoffklassen sind z.B. Cyanine, Rhodamine, Oxazine, Phenoxazine, Thiazine, Phenothiazine, Perylene, Terylene, Coumarine, Benzoxazinone oder Benzothiazinone sowie Seltenerdmetallkomplexe, z.B. beta-Diketonat-Komplexe oder Dipicolinat-Komplexe sowie deren Derivate, dabei bevorzugt neutral geladene Seltenerdmetallkomplexe. Andere organische Farbstoffklassen sind ebenfalls einsetzbar. Solche fluoreszierende Farbstoffe sind u.a. von der Firma Honeywell kommerziell erhältlich, z.B. unter den Markennamen Lumilux, z.B. Lumilux Rot CD 335, Lumilux Gelb CD 397 oder Lumilux Blau CD 312.
- Beispiele für geeignete, im sichtbaren Spektralbereich anregbare Stoff, die im sichtbaren Spektralbereich emittieren, sind z.B. organische fluoreszierende Farbstoffe oder fluoreszierende Mettallkomplexe. Beispielsweise fluoreszierende Farbstoffe aus den Klassen der Cyanine, Rhodamine, Oxazine, Phenoxazine, Thiazine, Phenothiazine, Perylene, Terylene, Coumarine, Benzoxazinone oder Benzothiazinone sowie Seltenerdmetallkomplexe, wie z.B. beta-Diketonat-Komplexe oder Dipicolinat-Komplexe, dabei bevorzugt neutral geladene Seltenerdmetallkomplexe. Aufgrund der hohen Lichtstabilität werden bevorzugt Perylenfarbstoffe eingesetzt. Perylenfarbstoffe werden kommerziell u.a. von der Firma BASF angeboten, z.B. unter den Markennamen Lumogen, z.B. Lumogen F Orange 240.
- Beispiele für geeignete, im Infrarot emittierende fluoreszierende Stoffe sind z.B. organische fluoreszierende Farbstoffe oder fluoreszierende Metallkomplexe, z.B. IR-1048, Cy7 oder Nd(TTA)3 (Neodym-tristhenoyltrifluoroacetonat).
- Mit Bezug auf das Sicherheitspapier-Substrat gibt es keine speziellen Beschränkungen. Banknotenpapiere werden typischerweise aus Fasern von Einjahrespflanzen, insbesondere Baumwollfasern oder Zellstofffasern, hergestellt, aber es können auch Papiere verwendet werden, die zumindest teilweise aus Kunststofffasern bestehen, vorzugsweise aus Polyamidfasern oder Polyesterfasern. Besonders bevorzugt wird ein Baumwollpapier als Sicherheitspapier-Substrat verwendet. Das Flächengewicht des Substrats variiert je nach Anwendungsform. Übliche Flächengewichte liegen im Bereich von 50 g/m<2> bis 100 g/m<2>, vorzugsweise im Bereich von 60 g/m<2> bis 90 g/m<2>, besonders bevorzugt bei etwa 70 g/m<2>. Bei mehrlagigen Substraten können die einzelnen Papierlagen aus gleichen oder aus unterschiedlichen Papiersorten bestehen. Beispielsweise kann eine Papierlage ein reines Baumwollpapier sein, während eine weitere Papierlage Kunststofffasern aufweist. Des Weiteren können als das Sicherheitspapier-Substrat auch mehrlagige Papier/Folie-Verbunde herangezogen werden, wie etwa ein Papier/Folie/Papier-Verbund oder ein Folie/Papier/Folie-Verbund.
- Auch hinsichtlich der Art der Herstellung des Sicherheitspapier-Substrats gibt es keine speziellen Einschränkungen. Die Herstellung erfolgt bevorzugt mittels einer Rundsiebmaschine.
- Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
- Es zeigen:
-
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Sicherheitspapiers in Querschnittansicht; -
Fig. 2 : eine schematische Darstellung des Sicherheitspapiers in Draufsicht; -
Fig. 3 : eine schematische Darstellung von Sicherheitselementen in Draufsicht, im Beispiel parallel angeordnete Sicherheitsstreifen in Form eines noch nicht geschnittenen Rollenmaterials; -
Fig. 4 : eine schematische Darstellung eines weiteren Sicherheitspapiers in Draufsicht; -
Fig. 5 : eine schematische Querschnittansicht eines Sicherheitselements mit einem Hologramm und einem optisch nicht streuenden, fluoreszierenden Druck-Merkmal und einem optisch streuenden, fluoreszierenden Druck-Merkmal; -
Fig. 6 : das Sicherheitselement derFigur 5 in Draufsicht; -
Fig. 7-8 : ein Beispiel für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitspapiers. -
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Sicherheitspapiers in Querschnittansicht. Das Sicherheitspapier, im vorliegenden Fall ein Sicherheitspapier zur Herstellung von Banknoten, enthält ein Papiersubstrat 1, eine Heißsiegellackschicht 2, eine Barrierelackschicht 3, eine Prägelackschicht 4, z.B. ein UV-Lack mit einem geprägten Oberflächenrelief, eine Metallisierung 5 (die alternativ auch durch eine metallische Druckschicht gebildet sein kann), eine erste, untere Schutzbeschichtung 6, eine fluoreszierende Druckschicht 7 und eine zweite, obere Schutzbeschichtung 8. - Die zweite, obere Schutzbeschichtung 8 kann zusätzlich hydrophob machende Additive oder Oligomere in der Formulierung enthalten, um die Benetzung von Prüf-Reagenzien bzw. Prüfchemikalien zu vermeiden oder zu reduzieren.
- Um eine bessere Barriereeigenschaft zu erreichen, können die Schichten 6 und 8 jeweils aus zwei oder mehr einzelnen Schichten bestehen. Auf diese Weise können Störungen, die auf Fehlstellen (z.B. Blasen im Lack) innerhalb einer einzelnen Schicht zurückgehen, vermieden werden.
- Die Schichtenfolge 2 bis 8 bildet zusammen ein optisch variables Sicherheitselement. Das Sicherheitselement wird mittels der Klebschicht 2 auf das Papiersubstrat 1 appliziert. Es ist alternativ möglich, dass die zweite, obere Schutzbeschichtung 8 als separate Schicht nach der Applikation des Sicherheitselements (mit den Schichten 2 bis 7) auf die fluoreszierende Druckschicht 7 aufgedruckt wird.
- Die zweite, obere Schutzbeschichtung 8 kann zusätzlich einen UV-Absorber enthalten, der in einem Teil des UV-Bereichs, z.B. im kurzwelligen UV-Bereich, absorbiert.
- Die erste, untere Schutzbeschichtung 6 kann alternativ unterhalb der Metallisierung 5 oder unterhalb der Prägelackschicht 4 aufgebracht werden, um auch diese Schichten vor dem Einfluss von Prüfchemikalien zu schützen.
-
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Sicherheitspapiers derFig. 1 in Draufsicht. DieFig. 2 macht deutlich, dass die zweite, obere Schutzbeschichtung 8 die fluoreszierende Druckschicht 7 mit Vorteil vollständig umhüllt, damit auch ein seitlicher Angriff, z.B. im Bereich einer Schnittkante, durch die Prüfchemikalie unterbunden wird. -
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung von Sicherheitselementen in Draufsicht, im Beispiel parallel angeordnete Sicherheitsstreifen 13,14 und 15 in Form eines noch nicht geschnittenen Rollenmaterials. Das Rollenmaterial weist den folgenden Schichtaufbau auf: - optional eine Kleberschicht;
- Foliensubstrat, z.B. Polyesterfolie;
- Prägelackschicht;
- Metallisierung;
- Bereiche aus einer fluoreszierenden Druckschicht;
- Schutzbeschichtung;
- optional eine Kleberschicht.
- Mit der Bezugsnummer 9 ist eine Metallisierung bezeichnet. Oberhalb der Metallisierung 9 liegen Bereiche 11 aus einer fluoreszierenden Druckschicht vor. Die Bezugsnummer 10 bezeichnet eine Schutzbeschichtung, die oberhalb der Metallisierung 9 und oberhalb der Bereiche 11 aus einer fluoreszierenden Druckschicht angeordnet ist. Die gestrichelten Linien 12 bezeichnen Schneidlinien für das Zuschneiden der einzelnen Sicherheitsstreifen bzw. Sicherheitsfäden 13, 14 und 15.
- Die
Fig. 3 macht deutlich, dass auch im Bereich der durch das Zuschneiden der einzelnen Sicherheitsstreifen 13,14 und 15 erzeugten Schneidkanten 12 die Schutzbeschichtung 10 den empfindlichen, fluoreszierenden Druck 11 schützt. - Im vorliegenden Beispiel weisen die einzelnen Sicherheitsstreifen 13, 14 und 15 jeweils ein Foliensubstrat, z.B. eine Polyesterfolie, auf. Aus diesem Grund ist es nicht zwingend erforderlich, unterhalb der Bereiche 11 aus einer fluoreszierenden Druckschicht 11 eine weitere Schutzbeschichtung bereitzustellen.
-
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Sicherheitspapiers 16, im vorliegenden Fall eine Banknote mit der Denomination "20", in Draufsicht. Die Bezugsnummer 17 bezeichnet einen sogenannten Fensterfaden, der teilweise im Papiersubstrat der Banknote 16 eingebettet ist, wobei die Bereiche 18 für den Betrachter visuell erkennbar sind. Der Fensterfaden 17 weist auf seiner Oberfläche eine fluoreszierende Druckschicht auf. Die Banknote 16 wurde im Bereich 19 nachträglich mit einer Schutzbeschichtung versehen. - Die an den Bereich 19 angrenzenden Bereiche der Banknote 16 können gegebenenfalls mit einer speziellen Schmutz-abweisenden Beschichtung versehen werden. Selbstverständlich kann auch nachträglich eine vollflächige Schmutz-abweisende Beschichtung oberhalb der gesamten Banknote 16 erzeugt werden.
- Die Schutzbeschichtung 19 kann auch bereits selbst eine Schmutzabweisende Wirkung aufweisen.
-
Fig. 5 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines Sicherheitselements mit einem Foliensubstrat 20, einer Prägelackschicht 21, einer Metallisierung 22, einem optisch nicht streuenden, fluoreszierenden Druck-Merkmal 23 und einem optisch streuenden, fluoreszierenden Druck-Merkmal 24. Die Prägelackschicht 21 und die Metallisierung 22 bilden zusammen eine Hologrammschicht. - Das optisch streuende, fluoreszierende Druck-Merkmal 24 beruht auf in einem Bindemittel vorhandenen, organischen oder anorganischen Pigmenten 25 mit Teilchengrößen im Mikrometer-Bereich. Bedingt durch die hohe Teilchengröße kommt es zu optischen Streuungs-Effekten, wie durch die Pfeile 28 symbolisiert wird. Infolge der auf der Hologrammschicht (21, 22) aufgedruckten, optisch streuenden fluoreszierenden Farbe kommt es im Bereich des Druck-Merkmals 24 zu Mattierungseffekten und damit zu Billanzverlust des Hologramms.
- Das optisch nicht streuende, fluoreszierende Druck-Merkmal 23 beruht z.B. auf in einem Bindemittel vorhandenen, fluoreszierenden Nanopigmenten 26. Bedingt durch die geringe Teilchengröße resultieren keinerlei visuell sichtbare, optische Streuungs-Effekte. Im Bereich des Druck-Merkmals 23 zeigt die Hologrammschicht (21, 22) daher keinen Mattierungseffekt und keinen Billanzverlust.
-
Fig. 6 veranschaulicht, dass das optisch streuende, fluoreszierende Druck-Merkmal 24 bereits ohne Anregung mittels UV-Licht visuell gut erkennbar ist und damit die holografische Information 22 beeinträchtigt bzw. die Information des fluoreszierenden Druckmerkmals vorwegnimmt. -
Figuren 7 und 8 zeigen ein Beispiel für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitspapiers, nämlich die Funktionsweise von thermisch sublimierbaren lumineszierenden Stoffen im Querschnitt einer Schichtenfolge. - Der in der
Figur 7 gezeigte Schichtaufbau enthält ein Papiersubstrat 29, eine untere Schutzbeschichtung 30, die gleichzeitig auch als Sperrschicht für den sublimierbaren fluoreszierenden Farbstoff wirken kann, eine Receiver-Schicht 31 für die Aufnahme des sublimierbaren fluoreszierenden Farbstoffes nach der Hitzemobilisierung, eine fluoreszierende Druckschicht 32, die einen gelösten oder dispergierten sublimierbaren fluoreszierenden Farbstoff enthält, und eine obere Schutzbeschichtung 33, die gleichzeitig auch als Sperrschicht für den sublimierbaren fluoreszierenden Farbstoff wirken kann. Der in der fluoreszierenden Druckschicht 32 enthaltene sublimierbare fluoreszierende Farbstoff ist schwarz gepunktet dargestellt. -
Figur 8 zeigt den Schichtaufbau nach der thermischen Aktivierung. Die Receiver-Schicht ist mit Materialien versehen, um die gasförmigen Fluoreszenzstoffe nach der Temperaturerhöhung aufzunehmen und zu binden. Dies geht beispielweise mit Polymerfasern in der Beschichtung, z.B. Nylon.
Claims (12)
- (a) Sicherheitspapier zur Herstellung von Wertdokumenten,(b) umfassend ein mit einem optisch variablen Sicherheitselement (2-8) ausgestattetes Sicherheitspapier-Substrat,(c) wobei das optisch variable Sicherheitselement eine einen optisch variablen Effekt entfaltende Struktur (4, 5) enthält,(d) wobei die den optisch variablen Effekt entfaltende Struktur in einer Prägelackschicht (4) vorliegt und eine Reliefstruktur ist,(e) und die den optisch variablen Effekt entfaltende Struktur mit einem den optisch variablen Effekt nicht beeinträchtigenden, fluoreszierenden Stoff (7) bedruckt ist,(f) und das optisch variable Sicherheitselement einen die chemische Beständigkeit des fluoreszierenden Stoffes verbessernden, transparenten Schutzlack (6, 8) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass(g) der fluoreszierende Stoff auf der dem Betrachter des Sicherheitspapiers zugewandten Seite der Struktur bereitgestellt ist,wobei die mit dem fluoreszierenden Stoff versehene, einen optisch variablen Effekt entfaltende Struktur eine Reliefstruktur ist und erhältlich ist, indem die Reliefstruktur mit einer auf einem Polymer basierenden, transparenten Receiver-Schicht versehen wird, die Receiver-Schicht mit einer einen thermisch sublimierbaren, fluoreszierenden Farbstoff enthaltenden Druckfarbe bedruckt wird und der in der Druckfarbe enthaltene, thermisch sublimierbare, fluoreszierende Farbstoff mittels einer durch eine Temperaturerhöhung verursachten Diffusion in die Receiver-Schicht eindringt, um sich dort einzulagern. - Sicherheitspapier nach Anspruch 1, wobei die den optisch variablen Effekt entfaltende Struktur eine diffraktive Struktur, wie etwa ein Hologramm, ein holo-graphisches Gitterbild oder eine Hologramm-ähnliche Beugungsstruktur darstellt, oder eine achromatische Struktur, wie etwa eine Mattstruktur, eine Mikrospiegelanordnung, ein Blazegitter mit einem sägezahnartigen Furchenprofil oder eine Fresnellinsen-Anordnung darstellt.
- Sicherheitspapier nach Anspruch 1, wobei die den optisch variablen Effekt entfaltende Struktur ein mehrschichtiges Dünnschichtelement ist, deren Farbeindruck sich für den Betrachter mit dem Betrachtungswinkel ändert.
- Sicherheitspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der die chemische Beständigkeit des fluoreszierenden Stoffes verbessernde, transparente Schutzlack ein UV-Lack ist.
- Sicherheitspapier nach Anspruch 4, wobei der UV-Lack ein radikalisch trocknender UV-Lack ist, der vorzugsweise auf einem Polybutadien-Urethan-Acrylat-Oligomer basiert.
- Sicherheitspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der die chemische Beständigkeit des fluoreszierenden Stoffes verbessernde, transparente Schutzlack zusätzlich ein hydrophobierendes Additiv, das von der Gruppe bestehend aus Wachsen, Fluorsilanen und Silikonen gewählt ist, enthält, sodass die Benetzbarkeit des Schutzlacks mit einer Prüfchemikalie vermieden wird und die Prüfchemikalie von der Gruppe bestehend aus wässrigen Lösungen, Alkoholen und chlorierten Kohlenwasserstoffen gewählt ist.
- Sicherheitspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der die chemische Beständigkeit des fluoreszierenden Stoffes verbessernde, transparente Schutzlack die oberste Schicht des optisch variablen Sicherheitselements bildet.
- Sicherheitspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der die chemische Beständigkeit des fluoreszierenden Stoffes verbessernde, transparente Schutzlack die zweitoberste Schicht des optisch variablen Sicherheitselements bildet und die oberste Schicht des optisch variablen Sicherheitselements eine schmutzabweisende und/ oder die Kratzfestigkeit erhöhende, transparente Schutzschicht ist.
- Sicherheitspapier nach Anspruch 8, wobei der die chemische Beständigkeit des fluoreszierenden Stoffes verbessernde, transparente Schutzlack und/oder die schmutzabweisende und/oder die Kratzfestigkeit erhöhende, transparente Schutzschicht zusätzlich einen UV-Absorber enthält, der in einem Teilbereich des UV-Spektrums Energie absorbiert, wobei es sich bei dem UV-Absorber bevorzugt um einen HALS handelt, der überwiegend UV-Licht im kurzwelligen UV-Bereich absorbiert.
- Sicherheitspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der die chemische Beständigkeit des fluoreszierenden Stoffes verbessernde, transparente Schutzlack vollflächig auf das mit dem optisch variablen Sicherheitselement ausgestatteten Sicherheitspapier-Substrat aufgebracht ist.
- Sicherheitspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der den optisch variablen Effekt nicht beeinträchtigende, fluoreszierende Stoff zusätzlich zu dem die chemische Beständigkeit des fluoreszierenden Stoffes verbessernden, transparenten Schutzlack von einem weiteren, die chemische Beständigkeit des fluoreszierenden Stoffes verbessernden, transparenten Schutzlack geschützt wird, sodass der fluoreszierende Stoff beidseitig, d. h. oberhalb und unterhalb, durch zwei separate Schutzlack-Schichten geschützt wird.
- Wertdokument, umfassend das Sicherheitspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
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